package com.cn.algorithm.leetcode.array.one;

import java.util.Arrays;

/*
* 轮转数组：
*
* 给定一个整数数组 nums，将数组中的元素向右轮转 k 个位置，其中 k 是非负数。



示例 1:

输入: nums = [1,2,3,4,5,6,7], k = 3
输出: [5,6,7,1,2,3,4]
解释:
向右轮转 1 步: [7,1,2,3,4,5,6]
向右轮转 2 步: [6,7,1,2,3,4,5]
向右轮转 3 步: [5,6,7,1,2,3,4]
示例 2:

输入：nums = [-1,-100,3,99], k = 2
输出：[3,99,-1,-100]
解释:
向右轮转 1 步: [99,-1,-100,3]
向右轮转 2 步: [3,99,-1,-100]
提示：
1 <= nums.length <= 105
-231 <= nums[i] <= 231 - 1
0 <= k <= 105
进阶：

尽可能想出更多的解决方案，至少有 三种 不同的方法可以解决这个问题。
你可以使用空间复杂度为 O(1) 的 原地 算法解决这个问题吗？
*
* */
public class RotateArray {

    public static void main(String[] args) {
        int[] tmp = {-1, -100, 3, 99};
        rotate1(tmp, 2);
        System.out.println(Arrays.toString(tmp));
    }


    /*
     * 方法一： 给数组扩容
     *
     * */
    public static void rotate1(int[] nums, int k) {
        if (nums == null || nums.length == 0 || k % nums.length == 0) {
            return;
        }
        k = k % nums.length;
        int[] tmp = new int[nums.length + k];
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            tmp[i + k] = nums[i];
        }
        int lastIndex = tmp.length - k;
        for (int i = 0; i < tmp.length - k; i++) {
            nums[i] = i < k ? tmp[lastIndex++] : tmp[i];
        }
    }

    /*
     * 以下为官方解题
     * -------------------------------------------------------------
     * */

    /*
     *方法一：使用额外的数组
     *我们可以使用额外的数组来将每个元素放至正确的位置。用 n 表示数组的长度，我们遍历原数组，将原数组下标为 i 的元素放至新数组下标为
     * (i+k) mod n 的位置，最后将新数组拷贝至原数组即可。
     * */
    public static void rotate2(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        int[] newArr = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            newArr[(i + k) % n] = nums[i];
        }
        System.arraycopy(newArr, 0, nums, 0, n);
    }

    /*
     *
     *方法二：环状替换
     *
     * */
    public static void rotate3(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        k = k % n;
        int count = gcd(k, n);
        for (int start = 0; start < count; ++start) {
            int current = start;
            int prev = nums[start];
            do {
                int next = (current + k) % n;
                int temp = nums[next];
                nums[next] = prev;
                prev = temp;
                current = next;
            } while (start != current);
        }
    }

    public static int gcd(int x, int y) {
        return y > 0 ? gcd(y, x % y) : x;
    }

    /*
     * 方法三：数组翻转
     *
     * */

    public static void rotate4(int[] nums, int k) {
        k %= nums.length;
        reverse(nums, 0, nums.length - 1);
        reverse(nums, 0, k - 1);
        reverse(nums, k, nums.length - 1);
    }

    public static void reverse(int[] nums, int start, int end) {
        while (start < end) {
            int temp = nums[start];
            nums[start] = nums[end];
            nums[end] = temp;
            start += 1;
            end -= 1;
        }
    }

}
